Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электрика дома, Техника безопасности

Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 3. Молниезащита

Начало статьи:

Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 1

Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 2

Внешняя молниезащита

МолниезащитаНачнем с самого простого. Пусть мы имеем жилой дом (дачу) который запитан от ВЛ (воздушной линии) и в который не заведены металлические коммуникации (газ, водопровод и т. п ). Перечислим опасности, которые могут нас ожидать в данном случае и затем как с ними бороться.

1. Прямой удар молнии в дом.

2. Прямой удар молнии в антенну.

3. Прямой удар молнии в провода ВЛ.

4. Удар молнии в землю рядом с домом.

5. Удар молнии в землю рядом с ВЛ.

В случае №1 прямой удар молнии может разрушить само здание, вызвать пожар в нем, повредить электрооборудование  дома и электроприборы включенные в розетки. Мера защиты в этом случае только одна - установка на дом внешней молниезащиты.

В случае №2 выйдет из строя телевизор, возможно его возгорание. Меры защиты: - установка антенны в зоне внешней молнезащиты и/или отключить кабель антенны от телевизора.

В случае №3 - занос в дом импульсного перенапряжения в десятки киловольт, что вызовет повреждение изоляции электропроводки и повреждения электроприборов подключенных к розеткам. Меры защиты: - отключить электропитание на вводе в дом на время отъезда или грозы ИЛИ - установить УЗИП (разрядник) на вводе питания в дом.

В случае №4 возможно наведенное напряжение (десятки вольт) в электропроводке, что может вызвать повреждение чувствительного электронного оборудования (компьютер и т.п) подключенных к розеткам. Меры защиты: - на время отъезда или при грозе, отключать от розеток такое оборудование ИЛИ - установить УЗИП для защиты такого оборудования.

Случай №5 аналогичен случаю №3.

Опасные случаи при грозе

Рис. 1. Опасные случаи при грозе

Для начала необходимо понимать, что молниезащита подразделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешняя молниезащита защищает наш дом снаружи от прямого попадания молнии в дом, а внутренняя молниезащита защищает наш дом от от удара молнии рядом с домом, от удара молнии в провода линии электропередачи и рядом с ней. В этой части поговорим о внешней молниезащите, то есть защите от прямого удара молнии в дом.

Задача внешней молниезащиты – принять на себя удар молнии и безопасно для людей и дома отвести ее ток в землю. При этом нужно понимать, что все современные молниезащиты не дают стопроцентной гарантии.

Идеальным было бы решение защитить наш дом по аналогии со знаменитой клеткой Фарадея, но по понятным причинам сделать это для нас не подходит. Какое следующее решение почти идеально возможно? Здесь имеются два варианта: - Установить высокий молниеприемник далеко от нашего дома. Тогда весь наш дом будет находиться в его зоне защиты, а ток молнии, стекающий с него в землю, «не дотянется» до нашего дома.

- Натянуть грозозащитный трос над нашим домом, а выход в землю для тока молнии тоже сделать как можно дальше от дома. Общий принцип здесь такой: защитить дом от прямого попадания молнии и отвести ее ток как можно дальше от нашего дома. Увы, эти два варианта тоже нам не подходят ввиду огромных затрат. Но я описал их для того, чтобы было на что ориентироваться (как на идеал).

Что же все-таки делать, если идеал недостижим? Остается делать "простую" внешнюю молниезащиту. Что значит идеальная, почти идеальная и простая внешняя молниезашита? Идеальная, стопроцентная – это клетка Фарадея. Почти идеальная – это значит, что вероятность защиты будет равна 0,9 (прорвется в дом одна из десяти молний, или 0,99 – прорвется одна из ста молний).

Простая – это пятьдесят на пятьдесят – или защитит, или нет. Ведь что нам остается в этом случае? Натянуть трос над коньком крыши и заземлить его. К этому тросу подключить небольшие вертикальные молниеприемники, защищающие антенну, печные трубы и т.п. Вероятность прорыва молнии сквозь такую защиту все равно остается, но что должно нас радовать – это то, что наиболее уязвимые места на крыше дома будут все-таки надежно защищены (это касается прежде всего антенн, труб дымоходов и пр.).

После всего вышенаписанного можно и растеряться – что же делать? Лично мое мнение такое – надо смотреть по обстоятельствам. Если, например, в вашей местности каждый день идут грозы, то глупо сидеть без света, без телевизора почти каждый день (почему при грозе надо отключать питание в дом и вынимать кабель антенны из телевизора я говорил выше).

Тогда нужно посмотреть, что понастроено вокруг вашего дома. Если рядом с вашим домом стоят высотные здания и т.п. – то можно надеяться, что эти высотные сооружения защитят и ваш дом. Если же ничего подобного вокруг вашего дома не наблюдается, то лучше сделать свою молниезащиту (и внешнюю, и внутреннюю). Если же в вашей местности гроза бывает два – три раза в год, то можно и не делать, хотя риск все-таки остается. Итак, все-таки вы решили сделать свою молниезащиту.

Для начала давайте разберемся с заземлением. Согласно ПУЭ 1.7.55 заземляющее устройство защитного заземления электроустановок здания и молниезащиты 2 и 3 категории, как правило, должны быть общими.

Что такое 1,2,3 и даже сейчас появилась новая 4 категория? 1 категория - это молниезащита выполненная отдельно стоящим стержневым или тросовым молниеприемниками. Если же молниезащита выполнена на самом здании и не изолирована от него-то это молниезащита 2,3 категории. По нормам наш жилой дом относится к 3 (4) категории, правда ничто не мешает нам сделать молниезащиту по 1 категории.

В данной работе мы будем ориентироваться на 3 категорию, как на самый дешевый вариант. Тогда нам нужно выполнить одно общее заземляющее устройство для электроустановки дома и молниезащиты.

Для чего это необходимо? Представьте что в нашем доме есть две разные “земли”. Во-первых это не удобно, т.к нет единой точки отсчета “земля”, а появится-“земля №1 “ и” земля №2”. Во вторых это просто опасно для жизни, так как человек прикоснувшись, например, одной рукой к земле №1, а другой рукой к земле №2 может получить электротрамву при внезапном появлении, например на земле №2 высокого потенциала (пусть это будет удар молнии в землю №2). Далее, при недопустимом сближении между землей №1 и №2 и при ударе молнии в одну из них - возможен искровой разряд между ними и т.д.

Внешняя молниезащта

Рассмотрим рис.2 на котором показаны 6 опасных случаев при прямом ударе молнии (ПУМ).

Опасные случаи при прямом ударе молнии

Рис. 2. Опасные случаи при прямом ударе молнии

Случай №1 - это когда молния пробьет нашу внешнюю молниезащиту и ударит в дом. Контрмера здесь одна - усиление молниезащиты (например, вместо одного троса натянуть два и т. п).

Случай №2. При ПУМ в молнееприемник по молнееотводу в ЗУ будет течь ток молнии. Стекая по молнееотводу такой ток будет наводить (индуцировать) на всех незамкнутых контурах (которые образуют проводящие части, например металлические трубы водоснабжения и т. п) высокий потенциал, причем самый высокий потенциал будет на концах таких незамкнутых контуров (в замкнутых контурах разность потенциалов между любыми двумя точками на контуре равна нулю). При недопустимых сближениях между молниеотводом и такими контурами возможен искровой пробой (что конечно же плохо).

На рис.2 видно, что параллельно молниеотводу в доме идет металлическая труба. Тогда при ПУМ на ней будет наведен высокий потенциал. Потенциал на нижнем конце трубы мы уравняли с молниеотводом при помощи их соединения с РЕ шиной. На верхнем конце трубы потенциалы молнеотвода и трубы не уравнены и в этом месте возможен искровой пробой между ними. Что здесь можно предпринять?

Возможны следующие варианты:

1. Соблюдать минимально необходимые расстояния между молниеотводом и такой проводящей частью.

2. Уравнять их потенциалы.

3. Изолировать молниеотвод с помощью полиэтиленовой трубы (самый подходящий вариант).

Для наглядности давайте немного посчитаем. Пусть у нас есть кирпичный дом (Км=0.5), уровень защиты 3 или 4 (Кi=0.05) и один молниеотвод (Кс=1). Длина параллельно проложенных молниеотвода и трубы 10 метров. Тогда D=Кi х Кс хL / Км =0.05 х1 х10 /0.5 =1 метр, то есть минимально допустимое расстояние в данном случае должно быть 1 метр.

Теперь изолируем молниеотвод полиэтиленовой трубой (Км=60). В этом случае D=0.0008 метра - то что нам надо. Дополнительным плюсом такого решения будет и то что случайно прикоснувшись к такому молниеотводу мы не попадем под напряжение прикосновения см.случай №5. Кому самому интересно все это посчитать при других вариантах - см. книгу Справочник по молниезащите стр.227.

Случай №3. Здесь надо твердо понять, что при ПУМ в наше ЗУ стечет только 50% тока молнии. Остальные 50% через РЕ шину разбегутся по всему дому по РЕ проводникам (ко всему что с ними связано). Если наш дом не подключен ни к каким внешним коммуникациям, то через какое то время оставшиеся 50% стекут опять в ЗУ. Если к дому подведены внешние коммуникации - то оставшиеся 50% сбегут по ним, распределившись между ними поровну. Так как на РЕ шине при такой ситуации появляется высокий потенциал, то нам необходимо установить разрядники, причем для с.TN-C-S и ТТ схемы включения таких разрядников будут разные.

Случай №4. При ПУМ человек попадает под напряжение шага. Для нашего домика лучшим вариантом будет сооружение молниеотвода и ЗУ в малопешеходном месте.

Случай №5. Человек попадает под напряжение прикосновения. Для нашего домика лучшим вариантом будет, как и в сл.№4 и плюс к этому – изолировать молниеотвод полиэтиленовой трубой.

Случай №6. Как я описывал в сл.№3 на всех проводящих частях связанных с РЕ проводниками при ПУМ какое то время будет находится высокий потенциал. Установка разрядников для ограничения этого потенциала поможет только электропроводке и электроприборам, но не человеку который стоя на проводящем полу прикоснулся к проводящим частям (например, к трубе водопровода). Выход из данной ситуации только один - иметь хорошее заземление и не касаться таких проводящих частей во время грозы.

ПРИМЕЧАНИЕ к рис.2. На рисунке я не стал отходить от ПУЭ и указал место разделения молниеотвода на стене дома. Если делать разделение в этом месте, то нужно увеличить сечение провода идущего от этой точки до ЗУ хотя бы вдвое. Мое мнение - так делать не следует. Лучше дойти молниеотводом до ЗУ, а уж потом от ЗУ другим проводом соединить ЗУ и РЕ шину. В этом случае потенциал земли и РЕ шины будут максимально равны между собой.

Продолжение следует.

Инженер-электрик Миронов С.И. fifc.ivanov2012@Ya.ru 

Продолжение статьи: Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 4. Защита от перенапряжений


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электрика дома, Техника безопасности

Другие статьи:

  • Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 4. Защита от перенапряжен ...
  • Электробезопасный частный дом и дача. Часть 4 (окончание). Примеры выбора У ...
  • Что такое активная молниезащита
  • Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 1
  • Электробезопасный частный жилой дом и дача. Часть 2
  • Защита домашней электропроводки от грозовых перенапряжений


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: oksserg65 | [цитировать]

     
     

    В этой статье нашла конкретные рекомендации, как сооружать молниезащиту. Такой «учебник физики» уже можно применить в жизни, особенно если финансы вынуждают защищать свой дом самому. Только вот нигде не указано, на каком расстоянии от стены дома желательно делать молниеотвод, или это не имеет значения? И как сделать молниеприемники у антенн и печных труб?

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK